什麼是伸展收縮循環(SSC)? - 練健康
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伸展收縮循環(stretch-shortening cycle ,SSC) 指的就是人體動作中常見的「預先伸展作用肌」(或稱「反向動作」) 再快速收縮作用肌的系列動作,在各種運動中都廣泛存在,例如:打籃球搶籃板之前的蹲下再迅速向上起跳、棒球投手先向後延伸肩臂再迅速往前扔擲。這樣的系列動作能讓人體產生更大的力量或移動地更加快速。

那麼,為甚麼先讓肌肉伸長的動作能產生更大的力量?

伸展收縮循環之機制

目前普遍認為使伸展收縮循環對運動表現造成正面效益的原因有三:

  1. 肌肉與肌腱儲存和釋放彈性位能
  2. 牽張反射的影響
  3. 肌纖維橫橋的活化態

肌肉與肌腱儲存和釋放彈性位能

完整的伸展收縮循環會歷經三個階段,就像彈簧一樣:
主要作用肌伸長的離心階段、
極為短暫的轉換階段、
肌肉收縮用力的向心階段

而肌腱是具有彈性的結締組織拉長時會儲存位能,放開時迅速縮短釋放能量。拉長肌腱所花費的能量就是釋放所得到的能量。肌肉跟筋膜也同樣具有彈性,但貢獻比例還是肌腱最多。

因為肌腱是被動結構,所以是有控制能力的肌肉要去配合他,肌肉必須在伸展收縮循環開始之前就預先收縮,建立剛性,例如跑步腳接處地面之前,小腿肌就已經是預先活化狀態。肌肉在離心階段及轉換階段都是盡可能的維持收縮,讓張力傳到肌腱,使肌腱有最大程度的拉長以儲存彈力位能。

而在肌腱拉到極致準備回彈的那一刻,肌肉再同時主動向心收縮,讓兩者力量疊加。以短跑為例,衝刺的過程SSC提供了近60%的能量。

因此肌肉能承受的最大等長收縮力量,很大程度決定了可以在伸展收縮循環中可以獲得增益。大量的研究顯示,頂尖的爆發力項目跟長跑運動員比其他人具有更好的儲存彈力的能力。

牽張反射的影響

前面說到雞肉搭配肌腱回彈時收縮,我們怎麼知道他什麼時候回彈?

肌纖維當中存在著肌梭與高爾肌腱器兩種本體感覺受器,各監測著肌肉的長度與張力變化。

當肌肉受力而快速增加長度時,肌梭會被刺激進而促使作用肌活化和收縮,防止受傷。肌梭產生的效應或許能用來解釋伸展收縮循環為何能增強運動表現。

然而許多研究也指出肌梭於伸展收縮循環中產生的效應相較沒有應用伸展收縮循環的動作中,作用肌活化的程度並無差異,也就是肌梭造成的反應對於牽張反射並無貢獻,我認為牽張反射在SSC中扮演的角色並不是增加肌肉輸出,而是時間提醒。

另一方面在高爾肌腱器的功能偵測到肌肉張力猛然遽增時會抑制作用肌,活化其拮抗肌群避免肌肉受傷。有學者認為高爾肌腱器的功能剛好抑制了肌梭的功能,而在相關研究中也觀察到了對於不習慣動作,受試者在牽涉伸展收縮循環的高強度動作中發生肌肉張力下降導致肌肉剛性減少的情況。有趣的是,在經過四個月的增強式訓練後,高爾肌腱器抑制作用肌的程度下降了,受試者在動作當中的作用肌活化程度與肌肉剛性都有增加。

以結果而論,合宜的增強式訓練能減少高爾肌腱器對於運動表現的負面效益。

肌纖維中橫橋的活化態

橫橋的活化態意指在伸展收縮循環當中,在向心階段發生前(也就是處於離心階段與轉換階段)肌纖維中的橫橋因為必須預先抵抗前兩階段產生的負荷而搭建,而這些到向心階段時仍存在的橫橋可以配合向心時新搭建的橫橋產生更大的力。

學者認為較長的離心與轉換階段(註1)能提供更多的橫橋搭建以產生更大的力並同時增加功率輸出,進而提升運動表現。

大部分現有研究認為肌纖維中橫橋的活化態對伸展收縮循環產生的運動表現增益貢獻最大。

結論

雖然目前伸展收縮循環對於運動表現產生幫助的主因尚有爭議,但大致上可歸因於肌肉與肌腱儲存與釋放彈性位能和肌纖維中橫橋搭建數量增加。

而由於整個神經和肌肉骨骼系統在產生張力的過程中會因為(!)而有所延遲,進而對運動表現產生負面影響,在訓練中加入增強式與彈震式的訓練使肌肉習慣於預先活化、提升剛性,對運動表現或許能產生正面效益。

註1:動作時間不能太長,會使肌肉變成呈現等長收縮狀態。

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